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電磁兼容性整改的幾種方法1 `, U: C9 H0 o1 |
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科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使越來(lái)越多的電氣和電子設(shè)備進(jìn)入社會(huì)各個(gè)角落,,電子技術(shù)滲透到各個(gè)方面,。電氣和電子設(shè)備的密度急劇增加,,設(shè)備的發(fā)射功率越來(lái)越大,無(wú)線電頻譜日益擁擠,致使有限空間的電磁環(huán)境日趨惡化,因此電磁兼容性是需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題,。但由于我國(guó)電磁兼容起步比較晚,很多的電氣和電子產(chǎn)品由于對(duì)電磁兼容性的考慮不足,,致使一些電氣和電子產(chǎn)品不合格,,重新設(shè)計(jì)顯然是不大切和實(shí)際的,所以電磁 兼容性的改變顯得比較重要了,。下邊就筆者在實(shí)際工作中對(duì)電磁兼容性的整改作個(gè)小結(jié),。/ ]3 K* Y* G5 a$ R* K
首先,要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行診斷,,分析其干擾源所在及其相互干擾的途徑和方式,。再根據(jù)分析結(jié)果,有針對(duì)性的進(jìn)行整改,。一般來(lái)說(shuō)主要的整改方法有如下幾種,。
4 g& G3 C" g1 x& | P6 T 1減弱干擾源
9 b; a3 g6 @$ U. e1 B3 H$ g- m在找到干擾源的基礎(chǔ)上,,可對(duì)干擾源進(jìn)行允許范圍內(nèi)的減弱,,減弱源的方法一般有如下方法:
0 s! w8 U& n6 U0 |8 e. Y a在IC的Vcc和GND之間加去耦電容,該電容的容量在001μF棗01μF之間,,安裝時(shí)注意電容器的引線,,使它越短越好。2 x8 L( Y5 U3 x1 r5 p6 R# K# [, M
b在保證靈敏度和信噪比的情況下加衰減器,。如VCD,、DVD視盤(pán)機(jī)中的晶振,它對(duì)電磁兼容性影響較為嚴(yán)重,,減少其幅度就是可行的方法之一,,但其不是唯一的解決方法。
0 m e2 S$ H* [1 |1 [ c還有一個(gè)間接的方法就是使信號(hào)線遠(yuǎn)離干擾源,。 y- {- d5 a; l/ O5 y* w: R
2電線電纜的分類(lèi)整理8 Q8 V* r2 v R" y* ?
在電子設(shè)備中,,線間耦合是一種重要的途徑,也是造成干擾的重要原因,,因?yàn)轭l率的因素,,可大體分為高頻耦合與低頻耦合。因耦合方式不同,,其整改方法也是不同的,,下邊分別討論:
& y3 F5 L( G& f1 [ (1)低頻耦合' C: Y+ c, h8 m
低頻耦合是指導(dǎo)線長(zhǎng)度等于或小于1/16波長(zhǎng)的情況,低頻耦合又可分為電場(chǎng)和磁場(chǎng)耦合,,電場(chǎng)耦合的物理模型是電容耦合,,因此整改的主要目的是減小分布耦合電容或減小耦合量,,可采用如下的方法:
% ?, Q& X$ D0 x! m+ X a 增大電路間距是減小分布電容的最有效的方法。- v& J6 Z" Y' t5 f! ?
b追加高導(dǎo)電性屏蔽罩,,并使屏蔽罩單點(diǎn)接地能有效的抑制低頻電場(chǎng)干擾,。! t2 F- d7 p4 a* o" [6 h& \6 `: T
c追加濾波器可減小兩電路間的耦合量。
* [1 n# y9 L$ n4 T d降低輸入阻抗,,例如CMOS電路的輸入阻抗很高,,對(duì)電場(chǎng)干擾極其敏感,可在允許范圍內(nèi)在輸入端并接一個(gè)電容或阻值較低的電阻,。磁場(chǎng)耦合的物理模型是電感耦合,,其耦合主要是通過(guò)線間的分布互感來(lái)耦合的,因此整改的主要方法是破壞或減小其耦合量,,大體可采用如下的方法:a 追加濾波器,,在追加濾波器時(shí)要注意濾波器的輸入輸出阻抗及其頻率響應(yīng)。b減小敏感回路與源回路的環(huán)路面積,,即盡量使信號(hào)線或載流線與其回線靠近或扭絞在一體,。c增大兩電路間距,以便減小線間互感來(lái)減低耦合量,。d若有可能,,盡量使敏感回路與源回路平面正交或接近正交來(lái)降低兩電路的耦合量。e用高導(dǎo)磁材料來(lái)包扎敏感線,,可有效的解決磁場(chǎng)干擾問(wèn)題,,值得注意的是要構(gòu)成閉和磁路,努力減小磁路的磁阻將會(huì)更加有效,。! U& f+ e) ]' X" p+ B* g
(2)高頻耦合
! ~0 I1 j; d! _8 [+ ~高頻耦合是指長(zhǎng)于1/4波長(zhǎng)的走線由于電路中出現(xiàn)電壓和電流的駐波,,會(huì)使耦合量增強(qiáng),可采用如下的方法加以解決:a盡量縮短接地線,,與外殼接地盡量采用面接觸的方式,。b重新整理濾波器的輸入輸出線,防止輸入輸出線間耦合,,確保濾波器的濾波效果不變差,。c屏蔽電纜屏蔽層采用多點(diǎn)接地。d將連接器的懸空插針接到地電位,,防止其天線效應(yīng),。7 e" I) E6 G. M
3改善地線系統(tǒng)" [1 r) k2 N( c; V \0 [! i
理想的地線是一個(gè)零阻抗,零電位的物理實(shí)體,,它不僅是信號(hào)的參考點(diǎn),,而且電流流過(guò)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生電壓降。在具體的電氣電子設(shè)備中,這種理想地線是不存在的,,當(dāng)電流流過(guò)地線時(shí)必然會(huì)產(chǎn)生電壓降,。據(jù)此可根據(jù)地線中干擾形成機(jī)理可歸結(jié)為以下兩點(diǎn),第一,,減小低阻抗和電源饋線阻抗,。第二,正確選擇接地方式和阻隔地環(huán)路,,按接地方式來(lái)分有懸浮地,、單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地,、混合接地,。如果敏感線的干擾主要來(lái)自外部空間或系統(tǒng)外殼,此時(shí)可采用懸浮地的方式加以解決,,但是懸浮地設(shè)備容易產(chǎn)生靜電積累,,當(dāng)電荷達(dá)到一定程度后,會(huì)產(chǎn)生靜電放電,,所以懸浮地不宜用于一般的電子設(shè)備,。單點(diǎn)接地適用于低頻電路,為防止工頻電流及其他雜散電流在信號(hào)地線上各點(diǎn)之間產(chǎn)生地電位差,,信號(hào)地線與電源及安全地線隔離,,在電源線接大地處單點(diǎn)連接。單點(diǎn)接地主要適用于頻率低于3MHz的情況,。多點(diǎn)接地是高頻信號(hào)唯一實(shí)用的接地方式,,在射頻時(shí)會(huì)呈現(xiàn)傳輸線特性,為使多點(diǎn)接地的有效性,,當(dāng)接地導(dǎo)體長(zhǎng)度超過(guò)最高頻率1/8波長(zhǎng)時(shí),多點(diǎn)接地需要一個(gè)等電位接地平面,。多點(diǎn)接地適用于300KHz以上,。混合接地適用于既然有高頻又有低頻的電子線路中,。, C) {. ?& E" {& R9 O
4屏蔽
* N$ N- P' Z2 _ o屏蔽是提高電子系統(tǒng)和電子設(shè)備電磁兼容性能的重要措施之一,,它能有效的抑制通過(guò)空間傳播的各種電磁干擾。屏蔽按機(jī)理可分為磁場(chǎng)屏蔽與電場(chǎng)屏蔽及電磁屏蔽,。電場(chǎng)屏蔽應(yīng)注意以下幾點(diǎn):a選擇高導(dǎo)電性能的材料,,并且要有良好的接地。b正確選擇接地點(diǎn)及合理的形狀,,最好是屏蔽體直接接地,。磁場(chǎng)屏蔽通常只是指對(duì)直流或甚低頻磁場(chǎng)的屏蔽,其屏蔽效能遠(yuǎn)不如電場(chǎng)屏蔽和電磁屏蔽,磁屏蔽往往是工程的重點(diǎn),,磁屏蔽時(shí):a要選用鐵磁性材料,。b磁屏蔽體要遠(yuǎn)離有磁性的元件,防止磁短路,。c可采用雙層屏蔽甚至三層屏蔽,。d屏蔽體上邊的開(kāi)孔要注意開(kāi)孔的方向,盡可能使縫的長(zhǎng)邊平行于磁通流向,,使磁路長(zhǎng)度增加最少,。一般來(lái)說(shuō),磁屏蔽不需要接地,,但為防止電場(chǎng)感應(yīng),,還是接地為好。電磁場(chǎng)在通過(guò)金屬或?qū)﹄姶艌?chǎng)有衰減作用的阻擋體時(shí),,會(huì)受到一定程度的衰減,,即產(chǎn)生對(duì)電磁場(chǎng)的屏蔽作用。在實(shí)際的整改過(guò)程中視具體需要而定選擇何種屏蔽及屏蔽體的形狀,、大小,、接地方式等。
% N& x0 ?- p1 n 5改變電路板的布線結(jié)構(gòu)% Z( Z9 k! d9 `9 M1 n6 S5 _
有些頻率點(diǎn)是通過(guò)電路板上走線分布參數(shù)所決定的,,通過(guò)前述方法不大有用,,此類(lèi)整改通過(guò)在走線中增加小的電感、電容,、磁珠來(lái)改變電路參數(shù)結(jié)構(gòu),,使其移到限值要求較高的頻率點(diǎn)上。對(duì)于這類(lèi)干擾,,要想從根本上解決其影響,,就要重新布線。
5 ], |" |0 d. J1 o* l; s5 A$ V3 u小結(jié):總之前面幾種方法對(duì)提高電磁兼容性都有好處,,但應(yīng)用最為廣泛的是改變地線結(jié)構(gòu)及電線電纜的分類(lèi)整理的方法,,這些方法不僅節(jié)約成本,而且是最有效的整改方法,。屏蔽雖然會(huì)增加成本,,但是其所起到的屏蔽效能有時(shí)是其它方法無(wú)法媲美的。所以,,在實(shí)際的整改中應(yīng)以改變地線結(jié)構(gòu),、電線電纜的分類(lèi)整理、屏蔽的方法為主,,以其它方法為輔,。% T9 i: ?, ]1 R6 z
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* k$ X5 L/ A9 _/ j下集預(yù)告(電磁干擾的屏蔽方法); T( Q+ X8 c }9 x
7 k- G3 [7 P# b3 o& ?6 | 累死ing~~~~~~~~ :L :L :L |
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